緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料及其制備方法，取酪素粉末加入弱酸溶液，攪拌溶解冷卻得溶液?A，取防霉劑或抗菌劑、高分子膠束、鈦酸丁酯及偶聯劑加入到有機溶劑，攪拌溶解冷卻得溶液B，將溶液B緩慢加入溶液A持續攪拌，即得目的產品。本發明專利技術以酪素為基材，向內核層中引入防霉劑或抗菌劑，并通過前驅體水解的方式引入無機納米殼層，制備包覆防霉劑或抗菌劑的聚合物基無機復合納米微膠囊，納米尺度，尺寸分布均一，其尺寸大小可控；無機納米殼層為納米二氧化鈦，在紫外光照射下其可賦予涂層自清潔效果，因此具有防霉/抗菌兼自清潔雙功能特性。

Sustained-release antibacterial and mildew / self-cleaning double function of casein based nano microcapsule coating material and preparation method thereof

The present invention relates to a sustained-release antibacterial and mildew / self-cleaning double function casein based nano microcapsule coating material and preparation method thereof, taking casein powder into weak acid solution, stirring and dissolving cooling solution A, take antiseptic or antimicrobial, polymer micelles, butyl titanate and silane coupling agent is added to organic solvent, stirring to dissolve the cooling solution B B, the solution is slowly added to A solution of the continuous stirring to obtain the product. The present invention with casein as substrate, inward nuclear layer is introduced in the antiseptic or antimicrobial agents, and by way of introducing inorganic precursor hydrolysis nanoshells, polymer based inorganic nano composite prepared by coating fungicide or antibacterial agent microcapsules, nanometer scale, uniform size, the size of the controllable inorganic nano TiO2 shell; and under UV irradiation can give coating self-cleaning effect, therefore has the mildew proof antibacterial and self cleaning / double features.

【技術實現步驟摘要】
緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料及其制備方法
本專利技術涉及一種酪素基納米微膠囊涂層材料，具體涉及一種緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料及其制備方法。
技術介紹
隨著人們環保意識的增強，天然高分子材料由于無毒、可降解的特性正在逐步取代合成高分子。酪素作為一種可再生天然蛋白質，其成膜具有耐打光、耐熨燙、透氣性好和良好的衛生性能等優點，因此被廣泛作為成膜基材使用。然而，酪素作為涂層材料最致命的缺陷在于成膜硬脆且不耐腐蝕，為了增強其對微生物的穩定性，一般對其進行物理或化學改性。例如向其中添加防霉劑或抗菌劑，然而傳統的方法并不能持久賦予其防霉或抗菌性。納米微膠囊技術是指利用納米復合、納米乳化和納米構造等技術在納米尺度范圍內(1～1000nm)對囊核物質進行包覆形成微型膠囊的新型技術。納米微膠囊能受到廣泛關注，主要有兩種原因：第一，納米微膠囊具有獨特的性質，如納米級尺寸、較大的內部容積及可調節滲透性能。第二，具有半透性的納米微膠囊可以作為納米級的反應器，使內部反應不受外部環境的影響。納米微膠囊囊壁具有隔離的作用，處于納米微膠囊囊壁內的物質被保護起來，其物理和化學性質不會受到囊外物質的影響，可以通過改變囊壁的滲透功能來調節被包裹物質的釋放速率和外界物質的滲透速率，從而達到類似緩釋的作用。利用納米微膠囊技術可以將防霉劑或抗菌劑包覆于其內部，從而賦予基材一定的緩釋防霉或抗菌效果，提高基材的使用價值。自清潔材料是一種能保持自身清潔，并且具有除臭、抗菌、抗霉、防污等多重功能的涂層材料，因此其在建筑涂料、陶瓷、玻璃、織物、皮革等領域具有廣闊的發展和應用前景。由于納米TiO2在光學透明性、可調折光指數、高催化活性、耐高溫和耐磨損等方面表現出優良的性能，因而成為自清潔材料領域的佼佼者。該無機納米粒子具有良好的雙親和性，能夠殺滅細菌等微生物，使污物不易附著在其表面，即使有附著物，其可以作為一種光催化劑，降解涂層表面附著的有機污物，而且，自然光中的紫外線能夠維持納米TiO2表面的親水特性，使其具有長期的自潔去污效應。截至目前，國內外關于采用納米微膠囊技術制備具有防霉/抗菌兼自清潔雙功能特性的酪素基納米雜化涂層材料的研究鮮見公開報道。本專利技術在此基礎上提出了以酪素為基材，通過納米微膠囊技術，向內核層中引入防霉劑（或抗菌劑），并通過前驅體水解的方式引入無機納米殼層，制備一種包覆防霉劑（或抗菌劑）的聚合物基無機復合納米微膠囊涂層材料。該專利技術中微膠囊為納米尺度，尺寸分布均一，其尺寸大小可控，且所制得的微膠囊對防霉劑（或抗菌劑）分子的包覆穩定性高，另外，無機納米殼層為納米二氧化鈦，在紫外光照射下其可賦予涂層一定的自清潔效果，因此具有緩釋防霉防霉/抗菌兼自清潔雙功能特性。該納米微膠囊涂層材料具有天然的生物相容性，顯示出獨特的結構和特性，在功能型涂層材料領域，如功能型皮革涂飾材料，包裝材料及織物整理材料等方面均將具有廣闊的應用前景。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料及其制備方法，所制備的微膠囊結構穩定，尺寸規則，具有自清潔性能和防霉劑包覆與控釋性能，在功能型皮革、紡織及相關涂層材料領域均具有較好的應用潛力。本專利技術所采用的技術方案為：緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：稱取60-100mg酪素粉末，將其加入到10-30mL質量分數1-3%的弱酸溶液中，并在室溫至50℃下攪拌溶解12h～24h后，冷卻至室溫，即得到溶液A；稱取3-10mg防霉劑或抗菌劑、30-70mg高分子膠束、18-54μL鈦酸丁酯及6-18μL偶聯劑同時加入到600-800μL有機溶劑中，并在室溫至50℃下攪拌溶解12h-24h后，冷卻至室溫，制得溶液B；室溫下，將溶液B以不高于2μL/min的速度緩慢加入至溶液A中，并持續攪拌24h-72h；即制得緩釋防霉、抗菌、自清潔酪素基納米微膠囊涂層材料。所述弱酸選自醋酸、檸檬酸。所述防霉劑或抗菌劑為疏水性質的防霉劑或抗菌劑。所述高分子膠束為聚醚型三嵌段聚合物，選自F127、P123。所述偶聯劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。所述有機溶劑選自四氫呋喃、二氯甲烷、二甲基甲酰胺。如所述的制備方法制得的緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料。本專利技術具有以下優點：本專利技術以酪素為基材，通過納米微膠囊技術，向內核層中引入防霉劑或抗菌劑，并通過前驅體水解的方式引入無機納米殼層，制備一種包覆防霉劑或抗菌劑的聚合物基無機復合納米微膠囊涂層材料。該專利技術中微膠囊為納米尺度，尺寸分布均一，其尺寸大小可控，且所制得的微膠囊對防霉劑或抗菌劑分子的包覆穩定性高，另外，無機納米殼層為納米二氧化鈦，在紫外光照射下其可賦予涂層一定的自清潔效果，因此具有防霉/抗菌兼自清潔雙功能特性。該納米微膠囊涂層材料具有天然的生物相容性，顯示出獨特的結構和特性，在功能型涂層材料領域，如功能型皮革涂飾材料，包裝材料及織物整理材料等方面均將具有廣闊的應用前景。附圖說明圖1為緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊微觀形貌，（a）為二維表面圖，（b）為三維表面圖。圖2為緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊緩釋防霉性能，從左至右分別為放置2d,4d,6d,8d后的防霉效果。圖3為緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊的自清潔性能，即在紫外燈照射8h前后染料降解效果對比。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術進行詳細的說明。本專利技術涉及的緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料的制備方法，包括以下步驟：稱取60-100mg酪素粉末，將其加入到10-30mL質量分數1-3%的弱酸溶液中，并在室溫至50℃下攪拌溶解12h～24h后，冷卻至室溫，即得到溶液A；稱取3-10mg防霉劑或抗菌劑、30-70mg高分子膠束、18-54μL鈦酸丁酯及6-18μL偶聯劑同時加入到600-800μL有機溶劑中，并在室溫至50℃下攪拌溶解12h-24h后，冷卻至室溫，制得溶液B；室溫下，將溶液B以不高于2μL/min的速度緩慢加入至溶液A中，并持續攪拌24h-72h；即制得緩釋防霉、抗菌、自清潔酪素基納米微膠囊涂層材料。所述弱酸選自醋酸、檸檬酸。所述防霉劑或抗菌劑為疏水性質的防霉劑或抗菌劑。所述高分子膠束為聚醚型三嵌段聚合物，選自F127、P123。所述偶聯劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。所述有機溶劑選自四氫呋喃、二氯甲烷、二甲基甲酰胺。實施例1：稱取60mg酪素粉末，將其加入到10mL質量分數1%的醋酸溶液中，并在室溫下攪拌溶解12h后，冷卻至室溫，即得到溶液A；稱取3mg的N-辛基-4-異噻唑啉-3-酮、30mgF127、18μL鈦酸丁酯及6μLγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷同時加入到600μL四氫呋喃中，并在室溫下攪拌溶解12h后，冷卻至室溫，制得溶液B；室溫下，將溶液B以2μL/min的速度緩慢加入至溶液A中，并持續攪拌24h；即制得目的產品。實施例2：稱取100mg酪素粉末，將其加入到3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：稱取60?100mg?酪素粉末，將其加入到?10?30mL?質量分數?1??3%?的弱酸溶液中，并在室溫至50℃下攪拌溶解?12h～24h后，冷卻至室溫，即得到溶液?A；稱取3?10mg防霉劑或抗菌劑、30?70mg?高分子膠束、18?54μL?鈦酸丁酯及6?18μL?偶聯劑同時加入到600?800μL有機溶劑中，并在室溫至50℃下攪拌溶解?12h?24h后，冷卻至室溫，制得溶液B；室溫下，將溶液B以不高于2μL/min的速度緩慢加入至溶液A中，并持續攪拌?24h?72h；即制得緩釋防霉、抗菌、自清潔酪素基納米微膠囊涂層材料。

【技術特征摘要】
1.緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：稱取60-100mg酪素粉末，將其加入到10-30mL質量分數1-3%的弱酸溶液中，并在室溫至50℃下攪拌溶解12h～24h后，冷卻至室溫，即得到溶液A；稱取3-10mg防霉劑或抗菌劑、30-70mg高分子膠束、18-54μL鈦酸丁酯及6-18μL偶聯劑同時加入到600-800μL有機溶劑中，并在室溫至50℃下攪拌溶解12h-24h后，冷卻至室溫，制得溶液B；室溫下，將溶液B以不高于2μL/min的速度緩慢加入至溶液A中，并持續攪拌24h-72h；即制得緩釋防霉、抗菌、自清潔酪素基納米微膠囊涂層材料。2.根據權利要求1所述的緩釋型防霉/抗菌兼自清潔雙功能酪素基納米微膠囊涂層材料的制備方法，其特征在于：所述弱酸選自醋酸、檸檬酸。3.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐群娜，樊蓁旎，張帆，馬建中，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61